基于X射线荧光光谱法的电镀液金属离子浓度在线分析与控制

摘要

[目的]电镀液中金属离子浓度直接影响镀层性能与工艺稳定性。为突破传统电镀液分析方法局限，满足生产线对金属离子浓度实时在线监测与控制需求，开展相关系统研发。[方法]设计并构建了一套基于能量色散X射线荧光光谱法(EDXRF)的电镀液金属离子浓度在线分析与控制系统，该系统包含采样预处理、XRF分析、数据处理和槽液控制四大模块；针对复杂基体元素干扰问题，提出影响系数法与基本参数法相结合的校正策略，优化算法实时更新影响系数；设计前馈-反馈复合自适应控制算法，采用自适应PID(比例-积分-微分)原理提升控制响应与稳态性能。[结果]生产线连续30 d运行验证表明，该系统令电镀液中各金属离子浓度的控制精度提升了67.8%～77.8%，相对标准偏差由5%以上降至2%以内。[结论]所构建的EDXRF电镀液多元素在线分析与控制系统可有效抑制基体干扰，显著提高宽浓度范围内多元素定量精度与浓度控制稳定性，满足电镀生产线实时在线检测与精准调控要求。本研究为电镀行业从人工离线检测向智能化在线监控转型提供了可行技术方案。

关键词

X射线荧光光谱 / 电镀液 / 在线分析 / 基体效应修正 / 自适应控制 / 金属离子浓度